涵洞基坑开挖防护方案.docx

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涵洞基坑开挖防护方案

津保铁路引入天津西站工程

涵洞基坑防护方案

中铁六局集团公司津保铁路引入天津西站工程项目经理部第五分部

2013年3月15日

第一节工程概况

新建曹庄动车运用所是新建天津至保定铁路工程中的一部分。

动车走行线起自天津西站高速车场，与相关线路疏解后，引入曹庄动车运用所。

曹庄动车运用所位于天津市西青区杨柳青镇，天津西外环以西，其南侧紧靠曹庄车站，北侧紧依三农路，西侧紧邻京沪高速铁路，东侧紧靠南曹铁路。

我项目部施工范围内共完成四个盖板涵的施工，并将涵洞施工列入前期重点施工范围。

结合本工程总体施工思路、步骤及路基工程进度安排，以保证路基施工的连续性为前提，优先安排涵洞施工，根据场地提供顺序，及时所要施工图纸，在最短时间内组织施工。

涵洞分框架涵和盖板涵，横按延米计算工程数量，总工程量列于下表，

涵洞

框架涵1-3m

DCDK124+389

横延米

24

框架涵1-3m

DCDK125+120

横延米

326

框架涵1-3m

DYDK124+320

横延米

322

盖板涵1-2m

DYDK125+438

横延米

109

其中DCDK125+120计划工期40天，分三段施工，每段钢板桩2000根，每段施工20天，存在交叉施工情况。

DYDK124+320计划工期40天，分三段施工，每段钢板桩2000根，每段施工20天，存在交叉施工情况。

DCDK124+389计划工期10天，分一段施工，每段钢板桩320根，每段施工10天。

DYDK125+438计划工期20天，分一段施工，每段钢板桩2000根，每段施工20天。

第二节地质条件及施工方案

2.1、原设计针对涵洞施工采用放坡开挖，在施工过程中由于本地区地下土质松软，地下水含量丰富，导致放坡开挖过程中发生基坑坍塌现象。

2.2、为满足基坑防护要求，保证施工的安全性，对涵洞基坑采用钢板桩防护，钢板桩采用一丁一卯形式打入。

2.3、为保证施工工作面及可能发生的钢板桩出现下端倾斜侵入基坑的现象，根据现场实际开挖情况确定，基坑支护采用外扩1.5m方式打入钢板桩。

第三节施工组织

本工程采用项目副经理负责制管理，由生产副经理全权负责本项目的机械、材料和劳动力的组织及施工，项目管理架构如下：

第四节基坑开挖防护

4.1施工工艺

测量放线→材料机械准备→打入钢板桩（钢板桩）→焊接横撑→基坑开挖→涵洞施工→拔出钢板桩（钢板桩）→材料堆放。

4.2测量放线

首先测量技术人员根据涵洞尺寸向四周外扩1.5m确定涵洞基坑线，以基坑线为准撒白灰线确定钢板桩施工位置。

根据钢板桩施工位置对涵洞基坑钢板桩（钢板桩）施工范围内的地下管线及影响施工的障碍物进行排查，如经确认有障碍物，则必须对障碍物拆除改移完成后方可进行下步施工。

4.3材料及机械准备

1、材料选择

涵洞基坑开挖采用钢板桩防护，其型号为40a，主要参数如下：

尺寸（mm）

截面积

A单根

（cm2）

重量（kg/m）

宽度b

高度h

腹板厚t1

翼缘厚t2

142

400

10.5

16.5

86.07

67.6

由于现场基坑开挖深度普遍为5m，为稳定基坑壁，防止钢板桩倾覆，采用8m长钢板桩。

2、施工机械及设备

机械参数

机械名称

型号

数量

使用部位

液压振动锤

3台

安装于挖掘机上打、拔钢板桩

挖掘机

1台

挖槽、配合桩机作业及修路、吊液压振动锤

吊车

20t

1台

吊装倒运钢板桩

气割机

1套

切割钢板桩

电焊机

2台

钢板桩横撑焊接

全站仪

1台

测量放线

水准仪

1台

抄平、沉降观测

3、材料的检验

由于本工程为钢板桩（钢板桩）用于基坑的临时支护，故不需进行材质检验而只对其做外观检验，以便对不符合形状要求的钢板桩进行矫正，以减少打桩过程中的困难。

外观检验包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、端头矩形比、平直度和锁口形状等内容。

检查中要注意：

①对打入钢板桩有影响的焊接件应予以割除；②有割孔、断面缺损的应予以补强；③若钢板桩有严重锈蚀，应测量其实际断面厚度，以便决定在计算中是否需要折减。

原则上要对全部钢板桩进行外观检查，对不符合要求的钢板桩（钢板桩）需进行矫正。

4、材料吊运及堆放

装卸钢板桩宜采用两点吊。

吊运时，每次起吊的根数不宜过多，并应注意保护锁口免受损伤。

吊运方式有成捆起吊和单捆起吊、钢筋捆扎、专人指挥。

钢板桩堆放的顺序、位置、方向和平面布置应考虑到以后的施工方便，并按型号、规格、长度施工部位分别堆放，堆放的高度不宜超过2米。

4.4钢板桩打入施工

根据现场情况，涵洞尺寸向四周外扩1.5m确定涵洞基坑线，以基坑线为准撒白灰线确定钢板桩施工位置。

待材料机械准备好后，涵洞基坑开挖前进行打入施工（打入前确保无地下管线等影响）。

钢板桩施工采用一丁一卯单独打入法，即吊升第一支钢板桩，以钢板桩底部准确对准白灰基线，振动打入土中，使钢板桩底端透过粘土层进入淤泥层。

吊第二支钢板桩，卡好企口，以钢板桩侧部准确对准白灰基线，振动打入土中，如此重复操作，直至钢板桩完成。

打入过程中，随时观测钢板桩的垂直度，发现偏差及时纠正。

同时观测施工对既有线的影响，确认无影响后方可继续施工。

钢板桩防护布置图如下：

4.5基坑开挖

钢板桩施工完成后，对涵洞基坑进行开挖。

4.6钢板桩拔除

待涵身工程完毕后进行钢板桩的拔除。

吊车辅助拆除横撑，采用打拔桩机进行钢板桩的拔除，即利用振动锤产生的强迫振动扰动土质，破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊的作用将其拔除。

第五节沉降监测措施

5.1基准网的建立

为了科学地预测基坑支护的稳定和既有线路的沉降变化，及时预报和提供准确可靠的变形数据，因此建立基坑支护施工变形与沉降观测网，定期进行变形沉降观测。

5.2钢板桩变形观测

在涵洞施工范围基坑外侧做沉降观测点。

5.3沉降观测方法

对涵洞建立的沉降观测网的测量方法为：

首先自远离基坑的水准控制点开始观测，引测至基坑附近的钢板桩，按编定的各点观测次序依次观测，最后测至另一水准控制点复核。

第六节质量保证措施

6.1严格遵守和执行有关的施工质量规范。

6.2实行质量管理项目部负责制，配置专职质检员，具体负责质量管理工作。

严格按项目部管理体系进行施工管理。

6.3钢板桩施打前必须进行选材，对有变形的进行矫正。

6.4打入钢板桩底端必须透过淤泥层，进入不透水的粘土层。

第七节安全施工措施

7.1基坑顶周边设置连续封闭的安全护栏，防止人员坠落。

7.2开挖前，先进行围檩施工，做好横支撑后才能开挖至设计深度。

7.3为切实保证施工人员安全，树立“安全第一，预防为主”的思想，根据国家建设部颁发的安全检查评分标准制订具体措施。

7.4机械操作人员必须持证上岗，各种作业人员应配带相应的安全防护用具及劳保用品，严禁操作人员违章作业，管理人员违章指挥。

7.5严格执行各项安全操作规程，施工前要进行安全交底，定期进行安全教育，加强工人的安全意识教育，及时消除事故隐患。

7.6在施工过程中，对地面沉降、支护位要定期观察测试，加强对支护的监控。

7.7使用机械时，操作员要密切注意机上的仪器、仪表、指针是否超出安全范围，机体是否有异常振动及发出异响，出现问题应进行停电关机处理，不得擅离职守，隐瞒不报。

7.8设备基础必须平稳、牢固，基本的锚固、支撑措施必须齐全，不得使用临时支撑，高大机械在多风季节前设缆风绳。

第八节应急预案

由于涵洞基坑深，土质软，对所可能发生的问题或事故采取应急措施，保证生产的安全顺利进行做出相应的应急措施。

8.1建立专门的安全应急小组，小组人员如下

8.2可能发生的问题及解决方案

①基坑钢板桩的倾覆

对于所可能发生的钢板桩倾覆问题，应及时疏散施工人员，并组织对基坑进行加固，加固方式可进行横撑及斜撑的架设，加固方式为：

防护钢板桩打入后，属于悬臂结构，在土侧压力的作用下，可能变形很大，因此在上口四周设置钢板桩作为横梁进行支撑，并增加圆管斜撑加固支撑。

首先根据涵洞尺寸选用合适长度钢板桩，尽量减少浪费，合理利用资源。

选用20t吊车吊装横粱，沿基坑四周设置一圈并焊接，同时用Φ20钢筋平均分部横梁与已打入钢板桩（钢板桩）勾连焊接；钢板桩与横梁空隙处采用木楔打实。

圆管斜支撑采用直径600mm壁厚12mm钢管，根据实际长度合理切割焊接材料，同样采用吊车悬吊，采用电焊机焊接到横梁上，详细布置如下：

根据现场实际情况，确保涵洞钢板桩防护稳定，采用单根圆管做斜支撑，长度根据具体涵洞尺寸为准。

另外涵洞基坑尺寸长边大于等于15m，垂直大尺寸方向中间增加一根圆管横支撑。

具体布置方法详见布置图。

圆管钢板桩横撑布置图如下：

②基坑浸水

本地区地下水位高，易发生基坑浸水的情况，为保证施工安全及质量，应在基坑内部四角设置集水坑，放入潜污泵进行抽水，对可能出现的基坑大量浸水问题，应及时调集足够数量的水泵进行集中抽水，以保证基坑安全。